临时固结计算
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均安二桥临时固结设计计算书1、计算依据(1)、均安二桥设计图(2)、0#块支架设计相关图纸(3)、混凝土结构设计规范GB50010-2010(4)、钢管混凝土结构设计与施工规程 CECS28:20122、临时固结设计概况主梁采用C50混凝土,为单箱单室箱梁断面。
箱梁高度按二次抛物线变化,由根部的3.30m渐变到跨中的1.70m;箱梁顶板宽12m,顶板箱室内厚度为28cm,翼板悬臂长2.5m,翼板悬臂根部最大厚度为60cm。
底板宽6m(中支点)~6.593m (端支点),底板厚度从跨中向支点逐渐加大,厚度为28~60cm。
腹板采用斜腹板,腹板厚度从跨中向支点逐渐加大为45~55至125cm。
主桥墩采用花瓶式板式桥墩,墩高4.3m,墩厚2.1m,顶部宽6m,底部宽5m。
根据设计图纸拟选择墩外固结这种临时固结结构形式,详细布置见附件——均安二桥临时固结设计图)。
3、荷载统计设计荷载包括混凝土自重、混凝土浇筑偏差、不平衡浇筑、施工荷载和风荷载等。
①混凝土自重,钢筋混凝土的容重取26kN/m3;②挂篮控制重量380KN。
由于设计未提供最大竖向支反力及对应的最大不平衡弯矩,施工阶段允许不对称重量等数据,按如下工况确定。
工况一;以混凝土浇筑偏差控制,即T构其中一侧每个节段都多浇5%的混凝土,而另一侧每个节段都少浇5%的混凝土。
本工程连续梁共有6个悬浇段(不包括0#块),临时固结的不平衡力矩及竖向荷载计算过程详见下表。
计算得出由浇筑偏差引起的最大不平衡弯矩为5564.2KN.M,最大竖向反力为12130KN。
工况二:悬浇最后节段,以挂篮连带悬臂节段混凝土意外坠落。
示意图如下:临时固结支墩采用φ529*6mm钢管,上端直接支撑于梁底,下端立于承台面,位置设置于墩身轴线外201.45cm处。
按上述结构示意图建立简化力学模型,计算可得出该工况下最大不平衡弯矩M=(654.19+380)*22.25=23010.7275KN.m及相应的竖向反力N=(752.44+685.21+629.63+597.44+669.54+654.19+380)*2+3393=12129.99038KN。
8临时固结计算单单幅主墩临时固结设计为每侧4根直径800×10mm钢管混凝土柱加钢筋与梁体进行临时固结。
为方便现场施工拟更改为在墩身设置0.4×3.5m×3尺寸的混凝土临时支座加28钢筋与梁体联接形成临时固结的方式。
图8.1 临时固结布置图8.1 工况分析考虑正常施工的情况,即以下两种工况。
工况1:悬浇节段工况,即在浇筑混凝土时,考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用,不同步浇筑节段混凝土的重量差为20t(8m3)。
工况2:挂篮行走工况,即在挂篮行走时,考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用的同时,不同步移动挂篮。
两种工况的荷载分别计算,不会同时产生。
偶然作用下,非正常状况出现时,考虑以下工况。
工况3:P23#墩在悬浇10块段时,以单侧挂篮掉落为最不利状态。
8.2 正常施工分析临时固结荷载为竖向荷载和不平衡弯矩。
竖向荷载计算如下:临时支墩所承受的竖向力为混凝土自重,考虑人群机械及冲击荷载,则: 混凝土重量为:4895.7t,(0号块和2倍的1至10号块)菱形挂篮及模板重量为120t,则竖向荷载为:1200×2+48957=51357kN最大不平衡弯矩计算考虑的不平衡荷载有:(1)一侧混凝土自重超重5%;(2)一侧施工线荷载为0.48kN/m2,另一侧为0.24KN/m2(即考虑机具、人群荷载);(3)施工挂篮的动力系数,一侧采用1.2,另一侧采用0.8;(4)另一侧风向上吹,按风压强度W=0.25kPa;(5)节段浇筑不同步引起的偏差,控制在20t(8m3)以下;(6)挂篮行走不同步,挂篮自重120t。
根据工况分析及规范要求,可得荷载组合:组合一:(1)+(2)+(3)+(4)组合二:(1)+(2)+(3)+(5)组合三:(1)+(2)+(4)+(6)为简化计算,箱梁单侧混凝土偏载的5%重量按均布荷载施加在连续梁上,以最远端的10号块为计算节段,其自重为168.5t,距离墩中心为45.7m,则:(1) 24478.5×5%=1223.9kN(2)(0.48-0.24)=0.24kN/m2(3)120×10×(1.2-0.8)=480kN(4) 0.25kN/m2(5)20×10=200kN(6)120×10=1200kN组合一:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+480×45.7+0.25×21.25×45.7×22.85=60775.3kN.m组合二:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+480×45.7+200×40.9=63407.8kN.m组合三:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+0.25×21.25×45.7×22.85+1200×4.8=44599.3kN.m按照设计文件要求,临时固结措施要承受中支点处最大不平衡弯矩63407.8KN.m及相应竖向支反力52780.9KN,检算时取设计与计算的较大值,即最大支撑力为52780.9KN ,最大不平衡弯矩为63407.8KN.m 。
40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书由于连续梁施工采用支架法施工,故采用墩梁固结法确保安全。
临时砼块采用C40混凝土,预埋Φ32精轧螺纹钢筋,配筋则按最小配筋率ρmin bh0计算。
上部荷载按半跨计算,均由临时固结块承受。
一、设计荷载1、工况I假定:(1)由于采用对称支架施工,施工过程中不平衡荷载按半跨自重的5%取;(2)临时固结块不承受受拉过程中产生的水平荷载;(3)连续梁张拉后上挠和自重下挠由于分节段,认为不累积,可以调节,预抬值可以参见监控单位,每一节段支架沉落预留不叠加;(4)在计算临时固结时,不考虑连续梁因为预应力张拉引起的内应力、抵抗弯矩,变形忽略。
自重计算如下表:块段名称混凝土方量(m3)钢筋砼容重(kg/m3) 自重(KN)0# 35.25 2.6 916.501# 52.88 2.6 1374.882# 41.2 2.6 1071.203# 39.83 2.6 1035.584# 38.54 2.6 1002.045# 49.53 2.6 1287.786# 47.60 2.6 1237.607# 45.91 2.6 1193.668# 50.01 2.6 1300.269# 48.83 2.6 1269.58按最不利工况计算:由于固结为简支双悬臂,所受荷载为对称均恒荷载:取1#-9#块自重,施工荷载作用于结构上,经计算得:G1 =10772.58KN,不平衡荷载按自重的5%计算,G’=538.629KN 2、工况Ⅱ考虑竖向风荷载,查全国规范,内蒙古地区在10m以下100年一遇风基本风压值为0.6KN/m2,此值见相关参考书。
不再考虑u Z(风压高度变化系数)u S(风荷载体型系数)。
由于施工期为大风不常见期,计算风压取0.6KN/m2。
横向迎风面积按70×3.3=231㎡计算,竖向迎风面积按34×13.75=467.5㎡计算。
(32+48+32m)连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜,且不使永久支座过早受力,在悬灌梁施工过程中,应设置临时支座,并临时将桥墩与梁体固结。
临时支座设置在桥墩上,每个主墩设置4个,宽0.5m,长1.5m,厚度为梁体底到墩帽顶距离。
每个临时支座在墩顶与箱梁内埋入4根Ф32精轧螺纹钢,临时支座的材料采用C50混凝土和硫磺砂浆。
二、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下,施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素,连续梁会产生一定的不平衡力矩,根据图纸提供最大不平衡力矩为11664KN*m,不平衡力矩产生支反力:9832Kn。
1.锚固材料的选用(1)初步选用材料为JL785Ф32精轧螺纹钢及JLM-32锚具、垫片和联接器。
(2)Ф32精轧螺纹钢的材料属性:截面面积A=804.2mm2, 屈服点σ2.0不小于785 Mpa,抗拉强度bσ不小于980 Mpa,伸长率δ=7%,5弹性模量取2×106 Mpa。
锚下张拉控制应力为735 Mpa,单根力=804.2×735=591kN。
1、Ф32精轧螺纹钢数量计算由抗颠覆力矩=临时锚固力矩+梁体自重抗颠覆力矩,得临时锚固力矩=抗颠覆力矩-梁体自身抗颠覆力矩梁体自重=828.98*9.8=8124kN梁体自身产生力矩=8123Kn*1.1m=8936kN*m临时锚固产生力矩为:M=11664Kn*m-8936kN*m=2727.6kN*m精轧钢数量为:M=n〃F〃Ln= M/(F〃L)=2727.6/(591×2.2)=2.1根实际设置4根。
n ——钢筋根数M ——不平衡力矩F ——单根拉力L ——工作力臂2、Ф32精轧螺纹钢锚固长度按照规范要求,通常受拉构件钢筋最小锚固长度按45d埋设,即Ф32精轧螺纹钢在混凝土中锚固长度为45×3.2=144cm。
在本连续梁中按照150cm形式布置埋设。
连续梁悬浇施工临时固结(支座)设计计算及应用优化目前铁路及公路桥梁设计时,连续梁凭其自身的诸多优点应用已非常普遍,受现场地形、环境等因素的限制,部分连续梁只能采用采用悬浇法施工。
连续梁在T构悬浇过程中,因施工等诸多因素会产生不平衡弯矩,为了确保施工安全,需要在墩顶设置墩梁临时固结(支座)或墩旁设置临时支墩。
本文结合现场工程实例,介绍了某铁路客运专线跨高速公路连续箱梁,采用悬浇法施工时,墩顶墩梁临时固结的设计计算思路及现场做法;并就根据现场实际情况,如何选取和优化临时固结结构形式做了简单的说明。
标签:连续箱梁;临时固结(支座);设计;计算;应用优化一、工程簡介本工程为××铁路客运专线××铁路特大桥跨××高速公路双线连续梁。
设计目标时速200km/h,结构形式为60m+100m+60m预应力连续箱梁,总长221.5m。
采用挂篮悬臂浇筑法施工。
按施工顺序共划分为51个梁段,各节段长度及混凝土体积见下表(图)。
0#块梁高为7.5m,边跨现浇段及跨中梁高均为4.5m。
连续梁节段参数表二、现场采用的临时固结措施现场墩顶墩梁临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土设置,每墩采用308根Ф32钢筋,每根长337.2cm,混凝土截面尺寸采用0.6m*2.3m,每墩4个,具体布置形式见下图。
在临时固结混凝土与墩顶及梁底接触面上铺设塑料膜或油毡作为隔离层,便于临时固结拆除。
若条件许可,可以在临时固结顶、底面处,或中间设置厚5~10cm的硫磺砂浆,预埋电阻丝以便于拆除。
三、设计计算说明设计给定的不平衡弯矩为68000KN·m,相应支反力为60000KN。
首先根据现场实际情况计算不同工况下的不平衡弯矩,及相应支反力,验算设计给定值是否满足要求。
若墩顶临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土,每墩临时固结需要的钢筋数量、长度,混凝土截面尺寸等参数,通过选取的最大不平衡弯矩和反力确定,最后考虑一定的安全系数后,根据现场实际情况,最终确定临时固结措施的各项参数。
XXXX大桥主桥连续梁墩梁临时固结结构计算1、墩梁临时固结结构概况由于墩梁是铰接支座,为抵抗悬臂浇筑施工中的不平衡倾覆力矩,需要对悬臂浇筑梁进行临时刚性固结。
根据本桥桥墩横向截面刚度较大,具有满足抵抗悬臂倾覆的能力。
因此,临时固结结构采用内固结结构型式。
临时固结结构设置为:在墩顶设置四个C50混凝土条形支座,宽度0.55m、长度1.7m、高度0.5m。
在永久支座两侧对称各预埋94根φ32mm三级螺纹钢筋,其中每个临时支座内各埋设34根φ32mm三级螺纹钢筋,临时支座示意图如下。
2、计算依据(1)XXXX大桥施工图设计(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(3)《公路桥涵设计通用规范》(JTG/T F50-2011)(4)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004)3、计算参数(1)抗倾覆安全系数K=1.5;(2)直径φ32mm三级螺纹钢筋抗拉强度标准值300MPa。
4、临时固结荷载施工方案按最不利工况考虑倾覆荷载,具体组合如下:(1)挂篮最后一节悬臂段浇筑至快结束时,一侧挂篮及混凝土坠落,由此产生的偏载弯矩;(2)施工荷载计算主要是竖向支反力和不平衡弯矩的计算。
1)竖向支反力①梁体混凝土自重:26636KN;②施工人员、材料及施工机具荷载:按2.5KN/m²计算,布置在最后悬浇节段上;③混凝土冲击荷载:按2.0KN/m²计算,布置在最后悬浇节段上;④挂篮、模板及机具重量按照设计允许值:60t;则竖向荷载组合为:N=1.2×[1)+4)]+ 1.4×[2)+3)]=1.2×(26636+60×10)+1.4×(2.5×4×13.65+2.0×4×13.65)=33027KN2)最大不平衡弯矩计算①一侧混凝土自重超重3%,钢筋混凝土容重取26 KN/m²;②施工荷载不均衡按照顺桥向2.5KN/m计算,布置在倾覆侧现浇节段上;③考虑挂篮、施工机具重量偏差,一侧挂篮机具动力系数为1.2,另一侧为0.8;④风压强度取W=500Pa,百年一遇风速V10=28.6m/s;⑤混凝土浇筑不同步引桥的偏差,控制在10t以下;⑥挂篮行走不同步,挂篮及机具重量取60t;⑦最后一个悬浇节段重量,取设计重量963KN。
100m连续梁临时固结抗倾覆计算背景临时固结是一种常用的工程安装方法,特别是在桥梁工程中,架设完主梁后需要进行的一项关键工序。
随着技术的不断进步,对工程安装的要求也越来越高。
本文介绍如何进行100m连续梁临时固结抗倾覆计算。
步骤步骤1:测量相关数据在进行临时固结抗倾覆计算前,需要测量相关的数据,包括连续梁的长度、高度以及重量等。
根据测量结果,可以计算出连续梁的倾覆力矩。
步骤2:确定抗倾覆力矩确定抗倾覆力矩的主要方法是通过计算支座的力矩,支座是起到抗倾覆作用的关键部件,需要保证支座的稳定性和可靠性。
在计算支座力矩的过程中,需要考虑支座的垂直位移、水平位移以及侧向力等因素。
步骤3:根据支座位置进行抗倾覆计算将支座的位置进行标定,并根据其位置进行抗倾覆计算。
需要考虑支座位置对其承受的力矩的影响,同时需要考虑支座对整个桥梁结构的影响,保证支座的留缝设置合理。
步骤4:确定固结方式根据固结方式和施工方法进行抗倾覆计算,包括支座的固定方式和临时固结杆的设置方式等。
在进行计算时需要将支座的力矩、杆件的受力和施工条件等因素考虑进去,保证固结的稳定性。
步骤5:进行抗倾覆计算根据以上步骤,进行抗倾覆计算。
需要将所有因素进行综合分析,保证计算结果的准确性和可靠性。
在进行计算时,需要考虑到桥梁工程的特殊性质,保证计算结果的合理性。
通过以上步骤,可以得出100m连续梁临时固结抗倾覆计算的。
需要指出的是,临时固结抗倾覆计算是一个复杂的过程,需要考虑的因素众多。
只有对所有的因素进行充分的考虑和分析,才能得出准确可靠的抗倾覆计算结果。
临时固结计算书连续梁在悬灌施工过程中因各种因素使主墩悬臂两侧产生一定的不平衡力矩,需采取临时固结措施。
本桥(32+48+32)m设计图纸中给定中支点最大不平衡力矩为28841KN.m,竖向力为24946KN,另受横桥向弯矩2075 KN.m(桥梁位于800m半径曲线上),本桥采用在墩顶设置临时支座、临时锚固措施分别承担竖向反力及施工过程中不平衡弯矩。
临时支座采用C50砼浇筑而成,布于支承垫石两侧,结构尺寸为40×600×60㎝;临时锚固采用Φ32精轧螺纹钢,全桥共需预埋精轧螺纹钢根数为60根,沿桥墩中线对称布置,临时支座、临时锚固具体布置见《临时固结图》。
1.临时支座受力验算N=A*[σc]=400×6000×25.15/1000=60360KN>24946KNC50砼容许压应力按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)取25.15MPa临时支座满足要求。
2.临时锚固计算(1)顺桥向弯矩锚固临时锚固处最大不平衡弯矩产生的拉力:28841KN.m/2.30m=12540 KN单根Φ32精轧螺纹钢承载力:N= 804.2×830/1000=667.3KN。
临时固结所需预埋精轧螺纹钢根数为n=1.5×12540/667.32=28.18 n取29根抗倾覆安全系数k=M y/M s=29×667.32×2.3/28841=1.54 满足规范要求。
(2) 横桥向弯矩锚固2075KN.m/4.0m=518.75 KN单根Φ32精轧螺纹钢承载力:N= 804.2×830/1000=667.3KN。
临时固结所需预埋精轧螺纹钢根数为n=1.5×518.75/667.32=1.17 n取2根抗倾覆安全系数k=M y/M s=2×667.32×4/2075=2.57满足规范要求。
二、临时支墩计算书临时支墩计算考虑了九种工况,五种组合工况一:梁重不均匀,一个悬臂自重增大5%,另一个悬臂自重减少5%;工况二:挂篮、及施工机具重量偏差系数,一端采用1.2,另一端采用0.8; 工况三:梁体上堆放工具材料,一侧悬臂作用有10KN/m 均布荷载,并在端头有200KN 集中力,另一侧悬臂空载;工况四:挂篮向8号段移动时不同步,一端移到8号段位置,另一端相差2.0m ; 工况五:8号梁段混凝土灌注不同步,一端灌注完成,另一端灌注一半; 工况六:在灌注8号段时,一端挂篮连同混凝土坠落,冲击系数取2.0;工况七:在灌注8号段时,一端挂篮连同混凝土坠落,梁体、挂篮、机具及其它荷载动力系数1.2;工况八:最大悬臂长度时,一端悬臂承受100%的风载。
其基本风压Wg=500Pa 。
工况九:最大悬臂长度时,两端悬臂承受横向方向相反的风载。
其基本风压Wg=500Pa 。
计算过程中,根据实际情况考虑了下面几种荷载组合:组合1:荷载1+荷载2+荷载3+荷载5+荷载8计算图式荷载1:A 侧悬臂自重系数调整为1.05,B 侧悬臂自重系数调整为0.95。
荷载2:挂篮及施工机具重550KN ,A 侧梁端施加集中荷载:a F 2=550KN ×1.2=660KNB 侧梁端施加集中荷载:b F 2=550KN ×0.8=440KN荷载3:A 侧悬臂施加均布荷载:a q 3=10KN/mA 侧梁端施加集中荷载:a F 3=200KN荷载5:8号段重946.05KN ,A 侧梁端施加集中荷载:a F 5=946.05KNB 侧梁端施加集中荷载:b F 5=473KN荷载8:梁宽12.2m ,故B 侧悬臂施加均布风荷载:b q 8=-500×12.2=-6.1KN/m如图所示,荷载组合1在A 侧加载荷载:m KN q q a a /103==KN F F F F a a a a 05.1616532=++=B 侧加载荷载:m KN q q b b /1.68-==KN F F F b b b 91352=+=荷载组合1在荷载组合1情况,临时支墩反力 f1=12939.9KNf1’=4625.7KN组合2:荷载1+荷载2+荷载3+荷载4+荷载8计算图式荷载4:A 侧梁端施加集中荷载:b F 4=660KNB 侧距梁端2m 处施加集中荷载:b F 4=440KN如图所示,荷载组合2在A 侧加载荷载:m KN q q a a /103==KN F F F a a a 86043=+=B 侧加载荷载:m KN q q b b /1.68-==KN F F b b 4404==在荷载组合2情况,临时支墩反力 f2=11996.3KNf2’=5751.9KN荷载组合2组合3:荷载1+荷载2+荷载3+荷载6计算图式荷载6:A 侧8号段坠落最不利,节段重946.05KN ,挂篮及机具重550KN,则A 侧梁端施加集中荷载:a F 6= (946.05+550×1.2)×2=3212.1KNB 侧梁端施加集中荷载:b F 6=1060KN如图所示,荷载组合3在A 侧加载荷载:m KN q q a a /103==KN F F F a a a 364063=+=B 侧加载荷载:0=b qKN F F F b b b 150062=+=荷载组合3在荷载组合3情况,临时支墩反力 f3=15811.5KNf3’=2697.1KN组合4:荷载1+荷载2+荷载3+荷载7计算图式荷载7:B 侧8号段坠落最不利,节段重946.05KN , A 侧梁端施加集中荷载:a F 7=1060KN如图所示,荷载组合4在A 侧加载荷载:m KN q q a a /122.13=⨯=KN F F F F a a a a 23042.1)(732=⨯++=B 侧加载荷载:0=b q0=b F荷载组合4在荷载组合4情况,临时支墩反力 f4=15552.4KNf4’=1573.6KN由以上四种组合计算出单根临时支墩最大压力为f3=15811.5KN ,四种组合下,临时支墩均未出现拉力。
附件三:连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置本桥墩梁铰接,为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜,且不使永久支座过早受力,在悬灌梁施工过程中,应设置临时支座,并临时将桥墩与梁体固结。
临时固结施工步骤如下:墩身施工时在墩顶上设置强度等级为C40,横截面为0.9×2.7m的砼临时固结支墩(中间设两层5cm厚40号硫磺砂浆层)。
其余部分与梁体钢筋焊接,形成墩梁临时固结,以抵抗墩梁节点处不平衡弯矩作用。
顺桥向中心距2.7m。
图1-1 墩顶临时锚固构造示意图二、荷载计算纵向最大不平衡弯矩由悬臂灌注两端混凝土灌注不平衡重、成型后各节段由于施工误差产生的不平衡重、不对称设置的锯齿块的不平衡重等引起的。
表2-1给出了(48+80+48)m连续梁的节段长度、节段重量等主要计算参数。
图2-1给出了临时锚固受力简图。
图2-1 临时锚固受力简图临时支座处的精轧螺纹钢承担。
在结构最大双悬臂状态,劲性骨架锁定前,临时压重已经加载,为临时支座受力的最不利状态。
由于上部结构自重产生的临时支座竖向反力为(考虑了挂篮自重、压重自重):tR R 9.171525.592709.1215.1208.1.1234.1188.1324.1380.1450.1327.1368.1505.29621=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++++++== 在结构最大双悬臂状态,考虑一侧各节段混凝土自重超重5%,并考虑另外一侧挂篮与梁段混凝土掉落(考虑1.2的冲击系数),由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态。
其弯矩为:()mt M .1.101582.10.27309.4508%50.27309.45087.39774.35694.29884.28873.25258.21383.15182.11624.8290.593=⨯++⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++++++=临时支座中心距2.7m ,由于不平衡弯矩导致临时支座处的竖向力为:t d M R 3.37627.212.10158===' t R R 2.54783.37629.1715max 2max 1=+==t R R 4.20463.37629.1715min 2min 1-=-==三、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下,施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素,连续梁会产生一定的不平衡力矩,本段(48+80+48)m 悬灌连续梁不平衡力矩约为10158.1t ·m 。
临时固接计算本桥为连续梁桥,主桥施工过程中需进行临时固结,计算图示见(图一和图二)。
分析计算模型可知,挂篮对称平衡施工时桥墩仅受压力。
考虑到施工质量和施工条件的问题,进行了以下三种工况的验算。
分别是:工况一:最后一个悬臂段不同步施工,一侧施工,另一侧空载。
工况二:一侧堆放材料、机具等0.8吨/米,端头作用15吨集中力,另一端空载; 工况三:一侧施工机具等动力系数1.2,另一侧为0.8。
列举参数意义如R1’-----左侧临时固结块作用于桥墩上的力 R2’-----右侧临时固结块作用于桥墩上的力 f-----施加于桥墩中的竖向预应力对桥墩产生的力 R-----合成轴力 M-----合成弯矩一、工况一:最后一个悬臂段不同步施工,一侧施工,另一侧空载。
施工至最大悬臂阶段累计内力图(图一)单元号 节点号 轴 力 剪 力 弯 矩 86 15 -1213.4070 0.0000 0.0000 87 17 24631.1720 0.0000 0.0000 90 38 12236.4390 0.0000 0.0000 91 40 12236.4390 0.0000 0.0000 94 61 12236.4390 0.0000 0.0000 956312236.43900.00000.0000(一)桥墩所受外力总和:以1号墩为例,由计算文件可以得到121214,24632R kN R kN =-=可以看到梁体有向已浇注最后一块的方向翻转的倾向。
以下计算所需精轧螺纹钢筋的根数:332116'121410' 4.33610280107R R A A m σσ-⨯=⇒===⨯⨯单侧需要根精轧螺纹钢筋即可(二)分析桥墩受力资江大桥主墩墩身截面如图1中的左图,已知Nd=23418KN ,Mdx=38767.8KN ·m , fcd =18.4Mpa ,fsd = fsd ′=280 Mpa ,L =21m,计算主墩墩身配筋。
1、计算截面在弯矩M dx 作用平面内的配筋。
截面中性轴为y-y 轴 计算可得箱形截面的A=11.7m2,Iy=12.7205m4在保证A ,I 值相等的前提下,箱形截面转换成I 形截面,如下图右图,按偏心受压构件的计算原理计算截面配筋,计算图示如下:L0=2L=42m, i=√(I /A)= √(12.7205/11.7)=1.043m由于L0/i=42/1.043=40.3>17.5,所以应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响。
ζ1=0.2+2.7×e0/h0 = 0.2+2.7×1.655/2.94=1.720>1取ζ1=1; ζ2=1.15-0.01×L0/h = 1.15-0.01×42/3 = 1.01>1,取ζ2=1。
220120011421111 1.2491400/1400 1.655/2.943l e h h ηςς⎛⎫⎛⎫=++⨯⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭== 则es=ηe0+h 0-h/2=1.249×1.655-3/2+2.94=3.508m 。
0'' 1.5 1.249 1.6550.060.6272s s he e a m η=--=-⨯-=- 00/0.7040.3e h η=>暂时按照大偏心受压构件考虑设截面受压区x 全部位于hf ′中,则截面为大偏心受压,按宽度为b f ′的矩形截面计算。
钢筋混凝土构件时,矩形截面偏心受压构件计算公式为: γ0Nd ≤f cd b ·x+f sd ′A S ′-σS A S ① γ0Ndes ≤f cd b ·x(h 0-x/2)+ f sd ′A S ′(h 0- a S ′) ② 这里b 实际应为bf ′,前面假设了截面为大偏心受压,这时σS =fsd ′,而A S =A S ′, 由公式①得x=γ0Nd /f cd b f ′=(1.1×23418)/(18.4×103×5.988)=0.23m<ξb h 0=0.56×2.94=1.65∴截面确为大偏心受压代入公式②得f cd b f ′·x(h 0-x/2)= 18.4×103×5.988×0.23×(2.94-0.23/2)=71589.0 <γ0N d e s =1.1×23418×3.508=90365.4 ∴As=0.0233m2两边各取40根Φ32 HRB335钢筋,按两根一束13cm 的间距布置,则 A S =A S ′=0.032m 2 2、承载能力复核由0N M =∑的平衡条件求出混凝土受压区高度()()006601.12341825759.8''18.4107690.56294018.4105988769900109723'0.9280'''218.45988d cd b cd f ff s sd acd f s s s s sd s s N f b h f b b h KN x h m f MP x f b x e h A e f A e γξσσ=⨯=<+-=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯=≤===⎛⎫∴-+=+ ⎪⎝⎭⨯设,按照矩形截面偏心受压构件设计大偏心受压构件,取代入:可知()030350829402803200035086272mm>2a '1203210.1090.562940''18.4599832135367.510 1.12341825759.8s du cd sd s sd sd x x x mm x h N f bx f A f A KN N KN γ⎛⎫-+=⨯⨯- ⎪⎝⎭===<∴=+-=⨯⨯=⨯>=⨯=得到方程:=321计算结果表明,结构的承载力满足要求现每侧配24根精轧螺纹钢筋,设其张拉至设计强度的70%,则受力情况如下,桥墩受力模式如图所示: ()()()126431221'1214,'246322''2930100.7248.042101012142463248548' 1.5' 1.538769R kN R kNR f R R kN M R f R f kN m--=-==⨯++=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+-+==+⨯-+⨯=图三000220120001021200387690.799485482214230.06 2.941142110.9341 1.4811400/14000.799/2.9430.2 2.70.93411.150.011.010.93712.6232s M e R l m h ml e h h e h l hhe e h ηςςςςςςη====⨯==-=⎛⎫⎛⎫=++⨯⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭=+=≤=-===⨯-===取=,计算偏心距:+()00050353'' 1.4810.7990.060.257220.4020.30.810.0033 2.0101//29400.8485481025718.4760600.0033 2.0102/2s s si cu s i m h e e a meh E x h x x x x ηηβσε=⨯-+=⨯-+=-⨯=>⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯-+⨯⨯ ⎪⎝⎭,故可能是大偏心受压构件钢筋应力按照下式计算:代入下式:-=-()()32100501193012940609401204347826 1.231002973.22973.20.5629401646.40.810.0033 2.0101137.9//2940b si cu s a i x x x x mm x mm h mm E MP x h x ξβσε⎛⎫-⨯⨯- ⎪⎝⎭⇒---⨯=⇒==>=⨯=⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯-=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故按照小偏心受压构件计算是正确的受拉边或受压较小边的钢筋应力为:压应力''18.430002973.228019301137.91930117218648548cd sd s s s f bx f A A KN KNσ=+-=⨯⨯+⨯+⨯=>duN()()003''''230001.0485481062618.4760030002940280193012940602s s d s cd sd s s A A h N e f bh h f A h a γ⎛⎫≤-+- ⎪⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯≤⨯⨯-+⨯⨯- ⎪⎝⎭0另外,对于轴向力作用于和之间的小偏心受压构件为了防止离轴向力较远一侧混凝土先压坏,需满足下式:满足要求(2)、工况二:一侧堆放材料、机具等0.8吨/米,端头作用15吨集中力,另一端空载;已知Nd=23418KN ,Mdx=38767.8KN ·m , fcd =18.4Mpa ,fsd = fsd ′=280 Mpa ,L =21m,计算主墩墩身配筋。
可以看到梁体有向已浇注最后一块的方向翻转的倾向。
以下计算所需精轧螺纹钢筋的根数:332116'121410' 4.33610280107R R A A m σσ-⨯=⇒===⨯⨯单侧需要根精轧螺纹钢筋即可1、计算配筋bf ′=bf=5.988m ,h=3m ,b=0.769m ,hf ′=hf=0.9m ,设a ′=a=0.06m ,则h0=h-a=2.94m 。
e0=Mdx /Nd=38767.8/23418=1.655m ,L0=2L=42m, i=√(I /A)= √(12.7205/11.7)=1.043m由于L0/i=42/1.043=40.3>17.5,所以应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响。
ζ1=0.2+2.7×e0/h0 = 0.2+2.7×1.655/2.94=1.720>1取ζ1=1; ζ2=1.15-0.01×L0/h = 1.15-0.01×42/3 = 1.01>1,取ζ2=1。
220120011421111 1.2491400/1400 1.655/2.943l e h h ηςς⎛⎫⎛⎫=++⨯⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭== 则es=ηe0+h 0-h/2=1.249×1.655-3/2+2.94=3.508m 。
0'' 1.24916553000/260627.12s s he e a mm η=-+=⨯-+=设截面受压区x 全部位于hf ′中,则截面为大偏心受压,按宽度为b f ′的矩形截面计算。